Тестер светодиодов своими руками

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 18.09.2024

Универсальный тестер проверки DB3, оптронов, стабилитронов и других компонентов

Мне в последнее время приходилось возиться с разными электронными балластами и в их составе с динистором DB3, оптронами и стабилитронами из других устройств. Поэтому для быстрой проверки этих компонентов пришлось разработать и изготовить специализированный тестер. Дополнительно, кроме динисторов и оптронов, чтобы не создавать ещё тестеры для подобных компонентов, тестер может проверять стабилитроны, светодиоды, диоды, переходы транзисторов. В нём использована световая и звуковая индикация и дополнительно цифровой измеритель напряжения для оценки уровня срабатывания динисторов и падения напряжения на переходе проверяемых стабилитронов, диодов, светодиодов, транзисторов.

! Примечание: Все права на схему и конструкцию принадлежат мне, Анатолию Беляеву.

Подразделы

Описание схемы

Схема тестера представлена ниже на Pic 1.

Примечание: для подробного просмотра картинки – кликните по ней.

Pic 1. Схема тестера DB3 (динисторов), оптронов, стабилитронов, диодов, светодиодов и переходов транзисторов

На контакты 15, 16 панельки XS1 подключен цифровой вольтметр PV1. Куплен на Алиэкспрессе за 60 Р . При проверке динисторов, вольтметр показывает напряжение открывания динистора. Если на эти контакты XS1[15, 16] подключать светодиоды, диоды, стабилитроны, переходы транзисторов, то вольтметр PV1 показывает напряжение на их переходе.

При проверке динисторов индикаторный светодиод HL1 и звуковой излучатель BF1 работают в импульсном режиме – указывая на исправность динистора. Если динистор пробит , то светодиод будет светиться постоянно и напряжение на вольтметре будет около 0 В. Если динистор в обрыве , то напряжение на вольтметре будет около 70 В, а светодиод HL1 светиться не будет. Аналогично проверяются оптроны, только индикаторный светодиод для них – HL2. Чтобы работа светодиода была импульсная в контакты XS1[15, 2] вставлен исправный динистор DB3 (КН102). При исправном оптроне свечение индикаторного светодиода импульсное. Оптроны имеют исполнение в корпусах DIP4, DIP6 и их необходимо устанавливать в соответствующие им контакты палельки XS1. Для DIP4 – это XS1[13, 12, 4, 5], а для DIP6 – XS1[11, 10, 9, 6, 7, 8].

Если проверять стабилитроны, то их подключать к XS1[16, 1]. Вольтметр будет показывать либо напряжение стабилизации, если катод стабилитрона подключен к контакту 16, либо напряжение на переходе стабилитрона в прямом направлении, если к контакту 16 подключить анод.

На контакты XS1[14, 3] выведено напрямую напряжение с конденсатора C1. Иногда есть необходимость засветить мощный светодиод или использовать полное выходное напряжение высоковольтного генератора.

Питание на тестер подаётся только во время проверки компонентов, при нажатии на кнопку SB1. Кнопка SB2 предназначена для контроля напряжения питания тестера. При одновременном нажитии на кнопки SB1 и SB2, вольтметр PV1 показывает напряжение на батарейках. Так сделал, чтобы можно было своевременно поменять батарейки, когда они разрядятся, хотя, думаю, что это будет не скоро , так как работа тестера кратковременная и потеря энергии батареек скорее за счёт их саморазряда, чем из-за работы самого тестера при проверке компонентов. Для питания тестера использованы две батарейки типа AAA.

Для работы цифрового вольтметра использовал покупной преобразователь DC-DC. На его выходе установил +4.5 В – напряжение поступающее и на питание вольтметра и на цепь светодиода HL2 - контроль работы выходного каскада оптронов.

В тестере использовал планарный транзистор 1GW, но можно использовать любой подходящий и не только планарный, который обеспечит напряжение на конденсаторе C1 больше 40 В. Можете попробовать использовать даже отечественный КТ315 или импортный 2N2222.

Фотообзор по изготовлению тестера

Далее небольшой фотоотчёт об этапах сборки окончательной конструкции тестера.

Pic 2. Печатная плата тестера. Вид со стороны панельки.

На этой стороне платы устанавливаются панелька, звуковой излучатель, трансформатор, индикаторные светодиоды и кнопки управления.

Pic 3. Печатная плата тестера. Вид со стороны печатных проводников.

На этой стороне платы устанавливаются планарные компоненты и больше-габаритные детали – конденсаторы С1 и С2, подстроечный резистор R1. Печатная плата была изготовлена упрощенным методом – прорезанием канавок между проводниками, хотя можно и провести травление. Файл с разводкой печатной платы можно скачать внизу страницы.

Pic 4. Внутреннее содержимое тестера.

Корпус тестера состоит из двух частей: верхней и нижней. В верхнюю часть устанавливается вольтметр и плата тестера. В нижнюю часть установлен преобразователь DC-DC для питания вольтметра и контейнер для батареек питания. Обе части корпуса соединяются за счёт защёлок. Традиционно корпус изготовлен из пластика ABS толщиной 2.5 мм. Размеры тестера 80 х 56.5 х 33 мм (без учёта ножек).

Pic 5. Основные части тестера.

Перед установкой преобразователя на его место в корпусе, произведена настройка выходного напряжения на +4.5 В.

Pic 6. Перед сборкой.

В верхней крышке прорезаны отверстия под индикатор вольтметра, под контактную панельку, под индикаторные светодиоды и под кнопки. Отверстие индикатора вольтметра закрыто кусочком оргстекла красного цвета (можно любым подходящим, к примеру, у меня с оттенком пурпурного, фиолетового). Отверстия под кнопки зазенкованы так, чтобы можно было нажать на кнопку, которая не имеет толкателя.

Pic 7. Сборка и подключение частей тестера.

Вольтметр и плата тестера крепятся на саморезах. Плата крепится так, чтобы индикаторные светодиоды, панелька и кнопки прошли в соответствующие им отверстия в верхней крышке.

Pic 8. Перед проверкой работы собранного тестера.

В панельку установлен оптрон PC111. В контакты 15 и 2 панельки вставлен заведомо исправный динистор DB3. Он будет использоваться как генератор импульсов подаваемых на входную цепь для проверки правильной работоспособности выходной части оптрона. Если использовать простое свечение светодиода через выходную цепь, то это было бы неправильно, так как если бы выходной транзистор оптрона был бы пробит , то светодиод светился бы тоже. А это неоднозначная ситуация. При использовании импульсной работы оптрона видим однозначно работоспособность оптрона в целом: как входную, так и выходную его части.

Pic 9. Проверка работоспособности оптрона.

При нажатии на кнопку проверки компонента, видим импульсное свечение первого индикаторного светодиода (HL1), указывающего на исправность динистора, работающего как генератор, и одновременно видим свечение второго индикаторного светодиода (HL2), который импульсной работой показывает на исправность оптрона в целом.

На вольтметре выводится напряжение срабатывания генераторного динистора, оно может быть от 28 до 35 В, в зависимости от индивидуальных особенностей динистора.

Аналогично проверяется и оптрон с четырьмя ножками, только устанавливается он в соответствующие ему контакты панельки: 12, 13, 4, 5.

Контакты панельки нумеруются по кругу против часовой стрелки, начиная с нижнего левого и далее вправо.

Pic 10. Перед проверкой оптрона с четырьмя ножками.

Pic 11. Проверка динистора DB3.

Проверяемый динистор вставляется в контакты 16 и 1 панельки и нажимается кнопка проверки. На вольтметре выводится напряжение срабатывания динистора, а первый индикаторный светодиод импульсной работой указывает на исправность проверяемого динистора.

Pic 12. Проверка стабилитрона.

Проверяемый стабилитрон устанавливается в контакты где проверяется и динисторы, только свечение первого индикаторного светодиода будет не импульсным, а постоянным. Работоспособность стабилитрона оценивается по вольтметру, где выводится напряжение стабилизации стабилитрона. Если стабилитрон вставить в панельку контактами наоборот, то при проверке на вольтметре будет выводиться падение напряжения на переходе стабилитрона в прямом направлении.

Pic 13. Проверка другого стабилитрона.

Точность показаний напряжения стабилизации может быть несколько условной, так как не задан определённый ток через стабилитрон.. Так, в данном случае проверялся стабилитрон на 4.7 В, а показания на вольтметре 4.9 В. Ещё может на это влиять и индивидуальная характеристика конкретного компонента, так как стабилитроны на определённое напряжение стабилизации имеют между собой некоторый разброс. Тестер же показывает напряжение стабилизации конкретного стабилитрона, а не значение его типа.

Pic 14. Проверка яркого светодиода.

Для проверки светодиодов можно использовать либо контакты 16 и 1, где проверяются динисторы и стабилитроны, тогда будет выведено падение напряжение на работающем светодиоде, либо использовать контакты 14 и 3, на которые напрямую выводится напряжение с накопительного конденсатора С1. Этот способ удобен для проверки свечения более мощных светодиодов.

Pic 15. Контроль напряжения на конденсаторе С1.

Если не подключать никакие компоненты для проверки, то вольтметр покажет напряжение на накопительном конденсаторе С1. У меня оно достигает 73.2 В, что даёт возможность проверять динисторы и стабилитроны в широком диапазоне рабочих напряжений.

Pic 16. Проверка напряжения питания тестера.

Приятная функция тестера – контроль напряжения на батареях питания. При нажатии одновременно на две кнопки, на индикаторе вольтметра показывается напряжение батарей питания и одновременно светится первый индикаторный светодиод (HL1).

Pic 17. Разные ракурсы на корпус тестера.

На виде сбоку видно, что кнопки управления не выступают за верхнюю сторону крышки, сделал так, чтобы не было случайного нажатия на кнопки, если тестер положить в карман.

Pic 18. Разные ракурсы на корпус тестера.

Корпус снизу имеет небольшие ножки, для устойчивого положения на поверхности и чтобы не протирать и не шоркать нижнюю крышку.

Pic 19. Законченный вид.

На фото законченный вид тестера. Его размеры можно представить по размещённому рядом стандартному коробку спичек. В миллиметрах же размеры тестера 80 х 56.5 х 33 мм (без учёта ножек), как и указывал выше.

Pic 20. Цифровой вольтметр.

В тестере применён покупной цифровой вольтметр. Использовал измеритель от 0 до 200 В, но можно и от 0 до 100 В. Стоит он недорого, в пределах 60. 120 P .

Модификация тестера

Геннадий, читатель моего сайта, повторил тестер, но внёс несколько своих изменений. Ниже материалы и описание, присланные мне Геннадием.

Геннадий: Мне понравился тестер для проверки DB3, оптронов, стабилитронов и других компонентов, и я решил его повторить. Правда несколько его переработал.

Питаться тестер будет от Li-ion аккумулятора. К нему я добавил плату для зарядки. Такие продаются на Алиэкспресс. Плата зарядки расположена с другой стороны аккумулятора.

Pic 21. Источник питания

Можно конечно обойтись и без него. Блок цифрового вольтметра перестает работать при снижении напряжения его питания ниже 3.5В. Что будет служить сигналом необходимости зарядки аккумулятора. Я же поставил DC-DC преобразователь показанный на фото.

Pic 22. DC-DC преобразователь

Этот преобразователь DC-DC понравился тем, что диапазон входных напряжений от 2.5В до выходного. А выходное можно выставить (путем распаивания перемычек А и В) от 12В до 5В. При этом его потребление без нагрузки менее 0.6 мА. Уменьшить потребляемый ток можно разорвав (распаяв) перемычку в правом нижнем углу платы. Тем самым мы отключим светодиод индицирующий работу DC-DC преобразователя.

Pic 23. Макет устройства

На фото трансформатор на ферритовом кольце, две обмотки по 30 витков. Не уступает ему трансформатор выполненный в броневом сердечнике.

Pic 24. Трансформатор на ферритовом кольце

диаметром 14 мм и высотой 8.5 мм, половинки стянуты пластмассовым винтом. Не плохой результат дает применение в качестве трансформатора входного фильтра от импульсного источника питания, где намотаны две обмотки, каждая на своей половине сердечника.

Pic 25. Трансформатор на броневом сердечнике

Кольца лучше проверять. Мне попалось кольцо с виду ферритовое, а внутри похоже из пермалоевой ленты.

Попытка намотать транс на ферритовом стержне привела к падению выходного напряжения почти вполовину. 43 — 45 вольт. Как правильно заметил автор * , убирать диод VD1, идея сомнительная. Без него, при попытке выжать напряжение побольше, пробивает переход Э-Б транзистора. На макете вышел из строя даже КТ815.

Pic 26. Сердечник из пермалоя

Транзистор действительно можно любой, но его коэффициент усиления сильно влияет на выходное напряжение.

При коэффициенте h21э = 170. 210 выжать больше 65. 68 вольт не удалось.

При коэффициенте h21э = 270. 310 выжал 82 вольта.

При коэффициенте h21э = 380. 440 выжал 94. 98 вольт.

А когда поставил транзистор с h21э = 756 (по-моему из серии КТ3102) на выходе получил 113 вольт.

Резистором R1 был потенциометр на 50к установленный на максимум.

С транзистором h21э = 380. 440 изменение резистора R1 дает следующие результат:

R1 = 41k; Выходное напряжение 81В; Iпот = 23 мА
R1 = 27k; Выходное напряжение 92В; Iпот = 29 мА
R1 = 21k; Выходное напряжение 100В; Iпот = 34 мА

Диод выпрямляющий полученное напряжение VD2 лучше поставить типа FR102 чем диод Шоттки.

Ну и панельку для компонентов я установил на 28 контактов с нулевым усилием.

У любого домашнего мастера обязательно есть прибор для измерения электрических параметров, позволяющий определять работоспособность ламп, напряжение в источнике питания, обнаружить, в каком месте порвались провода. Тестер выбирается в зависимости от потребностей. Многие не находят в магазинах мультиметр с нужным функционалов, поэтому делают своими руками приборы для проведения проверки светодиодов и другого оборудования в доме и автомобиле.

1 Тестер светодиодов с автоматическим выбором параметров SID GJ2C
2 Тестер светодиодов с ЖК дисплеем
3 Прибор для проверки светодиодной подсветки телевизоров и отдельных светодиодов
4 Схема испытателя светоизлучающих диодов
- 4.1 Схема испытателя напряжения и тока светодиодов
- 4.2 Микросхема и другие детали
- 4.3 Определение напряжения и тока светодиода
- 4.4 Пример расчета параметров
- 5.1 Основные причины неисправности и выхода из строя светодиодов
Тестер светодиодов с автоматическим выбором параметров SID GJ2C

Самая частая неисправность LED-телевизоров – наличие звука при отсутствии изображения. Причина – перегорание светодиодных лампочек в подсветке. Для мастера, занимающегося ремонтом этого оборудования, время на проверку экономит прибор SID GJ2C, автоматически выбирающий параметры. Его можно использовать так же для тестирования светодиодных лент и ламп в любом светильнике.
- масса 87 г;
- габариты 100 х 59 х 32 мм
- напряжение на входе 85-265 В;
- напряжение на выходе 0-300 В
- дисплей 3-разрядный, не разборный.
Тестер SID GJ2C регулирует ток и напряжение интеллектуально, пригоден для работы с переменным и постоянным электротоком. Основная сфера применения – ремонт телевизоров с подсветкой любого размера. Прибор оснащен двойной защитой, не повреждает светодиоды благодаря самостоятельному подбору параметров и плавному запуску.

Преимущества SID GJ2C:
- высокая точность измерений;
- возможность использовать не только для светодиодных ламп, но и для регуляторов напряжения;
- сравнивание теоретических показателей с реальными;
- не бьет током при прикосновении к щупам.
После подключения питания требуется 10-15 секунд на разогрев. При прикосновении к проверяемому элементу напряжение сначала сбрасывается до нуля, потом плавно поднимается. Работоспособность детали определяется сразу, точные параметры необходимо ждать примерно 2 минуты из-за инерционности (пассивности) экрана.

Внимание! Кроме светодиодов этот прибор может проверить стабилитроны и другие элементы драйвера.

Тестер светодиодов с ЖК дисплеем

Существует 2 типа тестеров – аналоговые и цифровые, функционал и точность измерений выше у последних. Они оснащены ЖК-дисплеями, параметры измерений выбирают автоматически, результаты проверки отображают наглядно и не требуют знаний по переводу одних величин в другие.

Тестер с ЖК-дисплеями более сложный по конструкции, так как в схему включаются интегральные микросхемы, диоды, транзисторы, резисторы, которые соединяются на общей подложке.

Сфера применения измерителей с ЖК-дисплеями:
- определение наличие электротока в проводке;
- состояние контактов;
- измерение емкости, индуктивности, электротока, температуры конденсатора;
- определение падения вольтажа на p-n переходе;
- определение текущего через светодиод электротока;
- отображение короткого замыкания;
- расчет диапазона изменения параметров;
- измерение электрических параметров в стиральных машинах, компьютерах, телевизорах, сети автомобиля, электроинструментах.
Пользователи ценят приборы с ЖК-дисплеями за простоту управления и доступную цену.

Прибор для проверки светодиодной подсветки телевизоров и отдельных светодиодов

При необходимости работать с LED-телевизорами нельзя отдавать предпочтение простому мультиметру. Он позволяет лишь определить исправность светодиодных элементов, причем засветка видна плохо. Требуется специальный прибор, например, SID GJ2C. Домашние мастера используют самоделки, если функционал или цена предлагаемых магазинами приборов их не устраивают.

Самый простой вариант – источник питания из зарядки телефона с напряжением 3,3 В и 300 мА. Он подходит, если требуется проверка на работоспособность отдельных диодов с электротоком до 3 мА. Для расширения функционала требуются другие схемы.

Схема испытателя светоизлучающих диодов

Если светодиодные лампочки нужно проверять часто, мультиметра с последовательно подключенным резистором недостаточно. Плавным вращением потенциометра достигается максимальная яркость светодиода, сопротивление отображается на экране.

Важно! Этот метод приводит к перегоранию светодиода, если сопротивление нечаянно снижается ниже предельного уровня.

Для определения точных параметров можно своими руками сделать приставку к мультиметру.

После присоединения светодиодного элемента и нажатия на кнопку включения видно, исправна ли лампочка, быстро определяется распиновка и уровень падения вольтажа.

Схема испытателя напряжения и тока светодиодов

Более эффективный прибор, собранный своими руками на основе микросхемы К155ЛН1 и резистора, позволяющий определить пробитые диоды и элементы с внутренними разрывами.

Желательно сделать печатную плату, прикрепить ее к батарейке и установить в корпус из пластика. Напряжение 9 В и ток до 30 мА исключает возможность перегорания светодиодных элементов в процессе тестирования. Схема потребляет минимум тока, поэтому батарейки хватает на длительное время.

Ток измеряется мультимертом, на котором установлен постоянный ток. Для измерения вольтажа на прибор монтируются специальные петли, соединяющие самоделку с мультиметром.

Микросхема и другие детали

При изготовлении своими руками последней модели используется микросхема LM317L, регулирующая вольтаж, и некоторые другие элементы:
- диод Шоттки, предотвращающий перемещение электротока в обратном направлении;
- потенциометр, меняющий сопротивление в пределах 0-500 Ом, что позволяет менять вольтаж на выходе для регулировки тока;
- резистор, стабилизирующий ток на значении 30 мА.
Если не включить в схему резистор, во время проверки на светодиод пойдет ток 300 мА, он перегорит.

Определение напряжения и тока светодиода

Прибором с микросхемой LM317L, сделанным своими руками, можно проверять любые светодиоды (СМД прижимаются к контактным площадкам на плате).

Внимание! Если элемент подключается неверно по полярности, лампочка не горит, поэтому при проверке важно его перевернуть.

Ток измеряется при помощи замыкания перемычкой. На тестере вращается потенциометр (диапазон 2-30 мА). Значение вольтажа неважно. Например, при установке тока на значении 10 мА красный светодиод с падением напряжения 1,7 В получит ровно 10 мА. Если проверять синий светодиод на 3,2 В, он тоже получит 10 мА. То есть, на этом приборе вольты меняются автоматически.

Пример расчета параметров

После проведения измерений рассчитать параметры светодиода просто. Например, имеется диод синего цвета, который нужно запитать от 5В и 15 мА. Измерительный прибор при проверке показал 3,2 В и 15 мА. Резистор должен снять 5-3,2=1,8 В. Его сопротивление должно быть 1,8/0,015=120 Ом.

Проверка светодиода мультиметром тестером на исправность

Свечение при проверке небольшое, если освещение хорошее, его вообще не видно. Если LED-элемент многоцветный, необходимо определить распиновку, чтобы во время проверки не перебирать выводы наугад.

Важно! Недостаток этого метода – невозможно проверить элементы с остатками припоя без длинных ножек.

Для проверки мощных SMD нужен драйвер. Мультиметр подключается к нему последовательно, на экране видны изменения тока. Если элемент низкокачественный, показатель нарастает плавно. Падение вольтажа измеряется при параллельном подключении мультиметра. Чтобы определить, пригоден ли светодиодный элемент для дальнейшей эксплуатации, полученные показатели сравниваются с данными техдокументации.

Если светодиод инфракрасный, при верном расположении анода и катода на экране отображается число 1000, при изменении полярности видна цифра 1.

Основные причины неисправности и выхода из строя светодиодов

Особенность светодиодов –обратное напряжение, лишь на несколько вольт превышающее падение. LED выходит из строя, если при подключении допущена хотя бы малейшая ошибка. Сверхяркие диоды в подсветке перегорают при скачках напряжения. Более устойчивы в этом плане лампы на 220 и 12 В. Примерно 2% светодиодных изделий поставляется с браком, перед монтажом желательно проверить каждый.

Основные выводы

Приставка к мультиметру, сделанная своими руками, простая, но может пригодиться домашнему мастеру, которому часто приходится проверять исправность осветительных светодиодных ламп и лент. Прибор на микросхеме LM317L может сделать своими руками радиолюбитель, который тестированием диодов занимается регулярно. В некоторых ситуациях он может оказаться более полезным, чем прибор, приобретенный в магазине.

В телевизорах лампочки чаще всего выходят из строя из-за брака или выставления максимальной яркости изображения, повышающей вольтаж. Ремонт телевизора сложный, делать эту работу не рекомендуется выполнять своими руками, если нет ни знаний, ни опыта, ни инструментов. Все гораздо лучше сделает квалифицированный телемастер.

При ремонте вышедших из строя ламп, подсветки, других светоизлучающих приборов и устройств необходимо проверять светодиоды, причем их количество обычно демятки-сотни. Казалось бы, с помощью мультиметра можно легко это сделать, НО неприятности возникают при проверке сразу большого количества светодиодов, и тем более диодов с несколькими кристаллами внутри одного корпуса, потому что выходного напряжения хватает только на 1-2 светоизлучающих элемента и то при низком токе..

Решением станет проверяльщик, который будет представлять собой источник тока. Такая штука будет выдавать строго тот ток, который задан (в идеале), а для этого изменять выходное напряжение.

Простейший источник тока на двух транзисторах уже был изготовлен, ток в нем определяется сопротивлением резистора-шунта (что для возможности изменять ток неудобно), кроме этого выходное напряжение не может быть больше напряжения источника питания.

Таким образом для простейшего проверяльшика светодиодов нужно соединить высоковольтный преобразователь (вольт так на 100) и генератор тока, при этом сделать его управляемым и обладающим всякими фишками. Но для разработки этого прибора будет применен микроконтроллер, что позволит получить прибор с большими возможностями.

Купить на Aliexpress

Структурная блок-схема устройства
- Повышающий преобразователь напряжения на микроконтроллере
МК создает ШИМ-сигнал, который управляет полевым транзистором, который является частью повышающего преобразователя напряжения.

Нужно следить за выходным напряжением, что осуществляется через делитель на резисторах, подключенный к АЦП с возможностью отключения для экономии энергии в режиме ожидания.

Также неплохой функцией будет плавное нарастание выходного напряжения, сделать это будет несложно.

Для этого необходимо измерение выходного тока, для чего последовательно включается резистор-шунт.

Добавив миниатюрный сегментный индикатор получаем возможность отображения падающего напряжения. Это улучшит уверенность при использовании. Но он здоровый, неудобный в использовании и неинформативный, поэтому рассматривается вариант маленького экранчика 0.91'' на органических светодиодах. Таким образом можно отобразить куча параметров:
- напряжение падения (выходное)
- расчетное количество СИД
- текущий ток
- статус аккумулятора,
Прозвонка

При проверке СИД на плате также нужно выяснять электрические соединения, поэтому добавлена возможность прозвонки. При напряжении падения меньше X Вольт (низкоомный участок) включается пищалка. Ну и вообще она лишней не будет.

Выбор компонентов

Из-за больших значений напряжения необходимо было выбрать компоненты, которые смогут выдерживать более сотни вольт, рассеивать большую мощность и коммутировать большими токами.

Микроконтроллер

Был взят неплохой МК STM32F030K6T6, у него достаточное количество ножек и частота до 48 МГц, а главное это память 32 кБ, ибо 16 кБ уже не хватит.

Транзисторы

Здесь нужен относительно высоковольтный полевик с током где-то 10 ампер. Обычные IRFxxx не подходят из-за высокого отпирающего напряжения, самым подходящим был бы IRL640 (200В, 17А), но пока будет установлен IRL540.

Помимо IRLML советую присмотреться к AO3400, которые имеют отличные параметры при низкой цене, могут управлять мощной нагрузкой при низком управляющем напряжении затвор-исток.

Нужен быстрый диод с прямым напряжением не менее 200 В. Но был взят S1K с током 1А и обратным напряжением 800 В.

Кнопки

Недорогие доступные и миниатюрные кнопочки.

Нажимаются легко и с довольно приятным щелчком, размеры 3 мм на 4 мм на 2 мм.

Катушка индуктивности

Нужен дроссель поверхностного монтажа с высоким током, здесь CDRH127/LDNP-100MC на 10 мкГн с током до 6.7А.

Конденсаторы

Выходной: Хотелось бы использовать танталовый, но здесь же более сотни вольт, поэтому обычный электролитический боченок с запасом по напряжению.

Аккумулятор

Сложно подобрать недорогой аккум подходящих размеров, поэтому взят немного большеватый высокотоковый 18650, самое главное это отсек для него, который напаивается прямо на плату без сквозных отверстий.

Контроллер заряда

Самый доступный миниатюрный LTC4054, точнее его копия TP4056. Может заряжать током до 1 А, имеет светодиодную индикацию процесса зарядки и её окончания.

Стабилизатор напряжения с малым падением

Интересная микросхемка XC6206P332MR в корпусе SOT-23 с напряжением 3.3В для питания МК.

Разъем

Конечно же здесь православный универсальный УПШ типа-C, используется он только для зарядки аккумулятора.

Все компоненты для устройства

Версия пре-пре-α (на макетной плате)

Работает. Пользоваться довольно удобно. Но нужно больше выходной мощности, чтобы тащить несколько десятком светодиодов при токе 10 мА и больше.

Версия пре-α (на макетной плате)

Я пытался мучать разные светики обратным напряжением около 100 В, но убить получилось только один 5 мм (он перестал светится и только при отключении питания немного вспыхивал на долю секунды). В тех.док. на некоторые есть параметр обратного напряжения, поэтому рисковать не нужно.

Добавлена кнопка, это позволит не убить СИД высоким обратно приложенным напряжением, т.к. по умолчанию на выходе будет присутствовать около 3-4 В, и только при нажатии кнопки (после определения полярности) оно будет расти.

Добавлена схема для измерения малых токов, это нужно и важно, ведь теперь кроме отображения выходного протекающего тока добавлена обратная связь по току, что нужно для выставления тока.

Схема электрическая принципиальная

Схема расположения компонентов

Печатная плата

Версия α (на плате)

Хватит играться с корявыми макетками! Создана и изготовлена на заводе красивая плата, позволяющая соединить все части устройства.

Размеры малы (100 мм х 20 мм), а монтаж почти полностью односторонний.

Поэтапная сборка

Разъем питания и контроллер заряда

Все знают об платках с МС контроллера заряда Li-Ion аккумулятором TP4056, сначала они имели гнездо USB Mini-B, потом USB Micro-B, а теперь и до USB Type-C добрались, но китаезы забыли (или не знали) и не обеспечили поддержку зарядных с Power Delivery .

Но в этой плате это было учтено и помня об особенностях зарядных с Power Delivery установлены резисторы 5.1 кОм между выводами разъема CC1, CC2 и GND.

И теперь подключив временно аккумулятор заряжать можно как от обычных зарядок, так и от ноутбучных PD зарядных устройствах.

Самая простая часть проверена, продолжаем

Микроконтроллер и основная обвязка

Микроконтроллер, конденсаторы по питанию, цепь для выбора загрузки и перемычка (UART/SWD), кнопка сброса и штыри.

Этого уже достаточно для подключения через отладчик к ПК и проверки правильного определения через STM32CubeProgrammer . Также уже установлен стабилизатор 3.3В.

Кнопки и динамик

Здесь две маленькие кнопочки, которые позволят вести управление.

А динамическая головка (из телефона, поэтому негромкая) будет пищать при нажатии, или еще где-нибудь.

И также пока просто провода, идущие к аккумулятору.

Преобразователь с делителями напряжения и экран

Проверка

После подключения аккумулятора проверка заряда с питанием через разъем USB-C проходит хорошо, нагрев при этом значительный, но за счет массивных областей меди теплота будет распределятся по всей плате.

[здесь замеры тока с подключенным аккумулятором]

Кнопки работают хорошо (главное не забыть включить подтяжку к плюсу).

Проверка пищалки будет проста, здесь пускаю ШИМ сигнал с управлением кнопкой.

Также измерение напряжения аккумулятора проходит хорошо, учитывая коэффициент деления делителя напряжения.

В связи с появлением малогабаритных дешевых вольтметров в наше время, появилась возможность самостоятельно изготавливать различные приборы, устройства, пробники, чтобы контролировать разные величины. На основе такого вольтметра можно самостоятельно изготовить устройство которое будет проверять как стабилитроны на номинальное напряжение стабилизации, так и интегральные стабилизаторы напряжения с фиксированным выходным напряжением. Также можно проверять светодиоды на исправность.

Схема этого устройства довольна проста, и состоит в основном из готовых модулей вольтметра который способен измерять напряжение до 30 вольт как в моем случае, повышающий DC DC преобразователь, LI-ion аккумулятор от старого сотового телефона, трех резисторов зажимной колодки и пару выключателей.

Понадобится

Схема устройства:

На входе имеется источник питания состоящий из LI-ion аккумулятора от сотового телефона с рабочим напряжением 3.7 вольта с платой зарядки на TP4056, можно и поставить аккумулятор формата 18650. Далее напряжение поступает на вход повышающего DC-DC преобразователя и повышается до 30 вольт, с преобразователя напряжение уже поступает на схему устройства.

Резистор R1 служит для питания вольтметра я его подобрал таким образом чтобы, питание вольтметра было около 12-14 вольт. Резистор R2 и R3 токо ограничивающий желательно поставить помощнее 1-2 вата. Переключатель S1 служит для включения и выключение устройства, ставится он в разрыв цепи не посредственно перед преобразователем, чтобы во время простоя он не потреблял лишнюю энергию от аккумулятора, переключатель S2 служит для переключения режима рода работ, первый для проверки стабилитронов и светодиодов второй для интегральных микросхем. Обратите внимание вольтметр имеет три провода красный желтый и черный на схеме указана правильность их подключения. Не обязательно ставить именно такой цифровой, можно и обойтись любым стрелочным вольтметром на постоянное напряжение 30 вольт, тогда потребность в питании отпадает и участок цепи с резистором R1 можно исключить из схемы.

Теперь посмотрим как работает данный тестер:

Возьмем несколько советских и импортных стабилитронов, вставляем согласно схеме в колодку и смотрим результаты вольтметр покажет нам на какое напряжение стабилизации рассчитан стабилитрон.

Далее проверим несколько светодиодов, для проверки используем все тот же режим и вольтметр нам покажет падение напряжения на диоде и соответственно мы увидим что светодиод исправно светит.

Теперь давайте проверим интегральные микросхемы в моих запасах есть как импортные так и СССР. проверяемую микросхему вставляем в нижний ряд контактов зажимной колодки первые три контакта. переключаем режим работы и вольтметр покажет нам на какое фиксированное напряжение рассчитана микросхема.

Устройство смонтировано на макетной плате, все модули зафиксированы на термо клей. В итоге мы получили прибор три в одном, который будет всегда под рукой не большой по габаритам, не требующий наладки, не содержит дорогих или дефицитных компонентов. Особенно будет полезен тем, кто часто занимается построением или ремонтом блоков питания или стабилизаторов напряжения.

Смотрите видео

В качестве тестовых проводов использованы щупы от мультиметра.

Схема в формате SPlan прикреплена

В планах — подцепить к нему вольтметр чтобы можно было проверять стабилитроны. Сейчас тоже можно, но требуется подключение мультиметра.

Добавлен файл проекта в Протеусе. Симуляция подтверждает, что при напряжении на умножителе 125В напряжение на светодиоде равно его рабочему напряжению.

По результатам обсуждений и последующих экспериментов с новыми светодиодами выявлено, что

неверная полярность подключения прибора может вывести светодиод из строя

Читайте также: